用于補(bǔ)償電源內(nèi)電壓不平衡的設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供用于補(bǔ)償電源內(nèi)電壓不平衡的示例設(shè)備。在一個(gè)示例中，一種設(shè)備包括：多個(gè)變壓器，串聯(lián)耦接且具有耦接在一起的各自的輸出，并且所述多個(gè)變壓器配置為接收輸入電壓。所述多個(gè)變壓器的變壓器配置為接收電容電壓作為所述輸入電壓。所述設(shè)備還包括：控制模塊，配置為接收所述輸入電壓作為所述多個(gè)變壓器中的每一個(gè)的輸入以及包括所述串聯(lián)變壓器的輸出的反饋信號(hào)，并且所述控制模塊配置為控制所述多個(gè)變壓器中的每一個(gè)的開(kāi)關(guān)設(shè)備以控制所述多個(gè)變壓器的操作，從而補(bǔ)償穿過(guò)所述電容器的所述電壓的電壓不平衡。本實(shí)用新型提供的用于補(bǔ)償電源內(nèi)電壓不平衡的示例設(shè)備，能夠獲得期望的輸出電壓以及補(bǔ)償電容電壓的電壓不平衡。
【專利說(shuō)明】用于補(bǔ)償電源內(nèi)電壓不平衡的設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本申請(qǐng)涉及一種補(bǔ)償電壓的設(shè)備，尤其涉及一種補(bǔ)償電源內(nèi)電壓不平衡的設(shè)備。【背景技術(shù)】
[0002]可以執(zhí)行電子設(shè)備的微處理器控制以有效的使用供電。操作設(shè)備的示例線路(line)利用開(kāi)關(guān)電源的某種形式將電力控制傳遞到負(fù)載電路。通常，開(kāi)關(guān)電源為包含開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器以有效地轉(zhuǎn)換電功率的電子電源。類似其他電源，開(kāi)關(guān)電源將電力從電源傳輸?shù)截?fù)載，同時(shí)轉(zhuǎn)換電壓和電流特性。典型地，開(kāi)關(guān)電源用于有效地提供調(diào)節(jié)后(regulated)的輸出電壓，通常在不同于輸入電壓的等級(jí)。
[0003]在示例中，開(kāi)關(guān)電源包括在飽和狀態(tài)(完全接通)與截止(完全斷開(kāi))狀態(tài)之間切換的功率晶體管，該功率晶體管具有其平均值為期望的輸出電壓的可變占空比。可以通過(guò)改變功率晶體管的通斷時(shí)間比來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)。高功率轉(zhuǎn)換效率是開(kāi)關(guān)模式電源的優(yōu)勢(shì)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，在一個(gè)示例中，提供一種設(shè)備，所述設(shè)備包括:多個(gè)變壓器，串聯(lián)耦接，并且各自的輸出具有耦接在一起，其中所述多個(gè)變壓器配置為接收電容電壓作為輸入電壓；以及控制模塊，配置為接收所述輸入電壓和反饋信號(hào)，所述輸入電壓作為所述多個(gè)變壓器中的每一個(gè)的輸入，所述反饋信號(hào)包括一系列變壓器的輸出，其中所述控制模塊配置為控制所述多個(gè)變壓器中的每一個(gè)的開(kāi)關(guān)設(shè)備以控制所述多個(gè)變壓器的操作，從而獲得期望的輸出電壓以及補(bǔ)償所述電容電壓的電壓不平衡。
[0005]其中，所述控制模塊配置為控制所述多個(gè)變壓器的操作，以使所述電容電壓大約在正電壓輸入與負(fù)電壓輸入之間的中心。
[0006]其中，基于增加到高于閾值的電容電壓，所述控制模塊配置為控制所述多個(gè)變壓器的操作以使所述電容器消耗能量，從而補(bǔ)償所述電容電壓的所述電壓不平衡。
[0007]其中，所述控制模塊為數(shù)字處理器，配置為執(zhí)行控制所述多個(gè)變壓器中的每一個(gè)的開(kāi)關(guān)設(shè)備的功能以控制所述多個(gè)變壓器的操作，從而補(bǔ)償所述電容電壓的所述電壓不平衡。
[0008]其中，所述控制模塊包括:占空比生成模塊，配置為接收表示所述多個(gè)變壓器的期望輸出電壓的參考信號(hào)和所述反饋信號(hào)，其中所述占空比生成模塊配置為輸出占空比信號(hào)以控制所述多個(gè)變壓器中的每一個(gè)的所述開(kāi)關(guān)設(shè)備；以及電壓共享模塊，配置為接收所述電容電壓和中心電壓，所述中心電壓基于大約在正電壓輸入與負(fù)電壓輸入之間的中心的電壓，其中所述電壓共享模塊配置為提供表示識(shí)別所述電容電壓的所述電壓不平衡的輸出，其中所述控制模塊配置為接收所述占空比信號(hào)和來(lái)自所述電壓共享模塊的輸出，并提供脈沖寬度調(diào)制信號(hào)以驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)變壓器中的每一個(gè)的所述開(kāi)關(guān)設(shè)備。
[0009]其中，所述控制模塊配置為將脈沖寬度調(diào)制輸出信號(hào)提供至所述多個(gè)變壓器中每一個(gè)的所述開(kāi)關(guān)設(shè)備中的每一個(gè)，以控制所述多個(gè)變壓器的操作。[0010]其中，所述多個(gè)變壓器配置為接收正輸入電壓和負(fù)輸入電壓，并且其中所述控制模塊配置為控制所述多個(gè)變壓器中的每一個(gè)的開(kāi)關(guān)設(shè)備，以使所述電容電壓大約在所述正輸入電壓與所述負(fù)輸入電壓之間的中心。
[0011]其中，所述多個(gè)變壓器包括第一變壓器和第二變壓器，并且其中基于存在所述電壓不平衡，所述控制模塊配置為使所述第一變壓器和所述第二變壓器之一繼續(xù)保持運(yùn)行以補(bǔ)償偏離。
[0012]本實(shí)用新型還提供另一種設(shè)備，所述設(shè)備包括:第一變壓器，配置為接收第一輸入電壓；第二變壓器，與所述第一變壓器串聯(lián)耦接且具有與所述第一變壓器的輸出耦接在一起的輸出，其中所述第二變壓器配置為接收電容電壓作為第二輸入電壓，其中所述電容電壓包括電容器兩端的所述第一輸入電壓；以及控制模塊，配置為接收所述第一輸入電壓、所述第二輸入電壓和包括一系列變壓器的輸出的反饋信號(hào)，其中所述控制模塊配置為控制所述第一變壓器和所述第二變壓器的開(kāi)關(guān)設(shè)備以控制所述第一變壓器和所述第二變壓器的操作，從而獲得期望的輸出電壓以及補(bǔ)償所述電容電壓的電壓不平衡。
[0013]其中，所述控制模塊配置為控制所述第一變壓器和所述第二變壓器的操作，以使所述電容電壓大約在正電壓輸入與負(fù)電壓輸入之間的中心。
[0014]其中，所述控制模塊為數(shù)字處理器，配置為執(zhí)行控制所述第一變壓器和所述第二變壓器的開(kāi)關(guān)設(shè)備的功能以控制所述第一變壓器和所述第二變壓器的操作，從而補(bǔ)償所述電容電壓的所述電壓不平衡。
[0015]其中，所述控制模塊包括:占空比生成模塊，配置為接收表示所述第一變壓器和所述第二變壓器的期望的輸出電壓的參考信號(hào)和所述反饋信號(hào)，其中所述占空比生成模塊配置為輸出占空比信號(hào)以控制所述第一變壓器和所述第二變壓器的所述開(kāi)關(guān)設(shè)備。
[0016]其中，所述控制模塊還包括:電壓共享模塊，配置為接收所述電容電壓和中心電壓，所述中心電壓基于大約在正電壓輸入與負(fù)電壓輸入之間的中心的電壓，其中所述電壓共享模塊配置為提供表示識(shí)別所述電容電壓的所述電壓不平衡的輸出，其中所述控制模塊配置為所述占空比信號(hào)和來(lái)自所述電壓共享模塊接收的輸出，并提供脈沖寬度調(diào)制信號(hào)以驅(qū)動(dòng)所述第一變壓器和所述第二變壓器的所述開(kāi)關(guān)設(shè)備。
[0017]其中，所述控制模塊配置為將脈沖寬度調(diào)制輸出信號(hào)提供至所述第一變壓器和所述第二變壓器的所述開(kāi)關(guān)設(shè)備中的每一個(gè)，以控制所述第一變壓器和所述第二變壓器的操作。
[0018]本實(shí)用新型提供的用于補(bǔ)償電源內(nèi)電壓不平衡的示例設(shè)備，能夠獲得期望的輸出電壓以及補(bǔ)償電容電壓的電壓不平衡。
[0019]前述實(shí)用新型內(nèi)容只是示意性的，并不意欲以任何方式構(gòu)成限制。除了以上描述的示意性方案、實(shí)施例和特征之外，通過(guò)參照附圖和以下的詳細(xì)描述，其他方案、實(shí)施例和特征將變得明顯。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1示出用于供電的示例系統(tǒng)。
[0021]圖2是用于供電的示例系統(tǒng)的示意圖。
[0022]圖3是圖2中的PWM控制器的示例輸出的點(diǎn)列圖(plot diagram)。[0023]圖4是用于供電的另一個(gè)示例系統(tǒng)的示意圖。
[0024]圖5是示例PWM控制器電路的示意圖。
[0025]圖6是用于補(bǔ)償電源內(nèi)電壓不平衡的示例方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]在以下的詳細(xì)描述中，參照構(gòu)成其一部分的附圖。在附圖中，除非文中另有說(shuō)明，相似的標(biāo)號(hào)典型地指代相似的部件。在詳細(xì)描述中描述的示例性實(shí)施例、附圖以及權(quán)利要求書并不是為了限制。在不脫離本文列出主題的構(gòu)思或范圍的情況下，也可以采用其他實(shí)施例，并且可以進(jìn)行其他變化。應(yīng)當(dāng)容易理解，可以對(duì)本文大致描述以及在圖中示出的本公開(kāi)內(nèi)容的方案以多種不同配置來(lái)進(jìn)行布置、替換、組合、分離以及設(shè)計(jì)，所有的這些均是本文清楚預(yù)期的。
[0027]現(xiàn)在參照附圖，圖1示出用于供電的示例系統(tǒng)100。該系統(tǒng)100包括:電源102，包括電壓轉(zhuǎn)換器104和脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制器106 ;以及可選的處理器108。操作設(shè)備的線路可利用開(kāi)關(guān)電源的某種形式將電力控制傳遞到負(fù)載電路。例如，系統(tǒng)100可以配置為通過(guò)平均值為期望的輸出電壓的可變占空比將電力在飽和狀態(tài)(完全接通)與截止(完全斷開(kāi))狀態(tài)之間快速地切換。
[0028]電壓轉(zhuǎn)換器104可以接收輸入電壓(Vin)，并且基于來(lái)自PWM控制器106的信號(hào)，電壓轉(zhuǎn)換器104可將輸入電壓轉(zhuǎn)換為期望的輸出電壓(V-)。電壓轉(zhuǎn)換器104可包括串聯(lián)耦接的一個(gè)或多個(gè)變壓器和控制變壓器操作的每個(gè)變壓器的開(kāi)關(guān)。
[0029]PWM控制器106也可以接收輸入電壓(Vin)，并且產(chǎn)生脈沖的占空比以控制電壓轉(zhuǎn)換器104的操作作為負(fù)載變化所需的電力。在另一個(gè)示例中，除了脈沖寬度調(diào)制之外的方法(例如像固定脈沖寬度(導(dǎo)通時(shí)間)變頻控制或可變脈沖寬度(導(dǎo)通時(shí)間)變頻控制等的變頻控制)可以用于控制電壓轉(zhuǎn)換器104的占空比。例如，PWM控制器106可采用處理器的形式，并且可以在電源102內(nèi)部。
[0030]在一些示例中，系統(tǒng)100還包括處理器108，其可以配置為將其他信息提供至PWM控制器106以控制電源102的操作?？蛇x擇地，處理器108可包含PWM控制器106 (可以被去除)的功能，以及電源102可包括耦接至處理器108的電壓轉(zhuǎn)換器104，該處理器108為與電源102的分離的組件。
[0031]系統(tǒng)100可以配置為作為堆疊的反激(flyback)電壓轉(zhuǎn)換器進(jìn)行操作，其中可以通過(guò)控制電壓轉(zhuǎn)換器104的組件的操作來(lái)輸出多個(gè)電壓。例如，使得電壓轉(zhuǎn)換器104內(nèi)其他變壓器、二極管和電容器的每個(gè)輸出能夠?qū)е虏煌碾妷狠敵觥?br> [0032]圖2是用于供電的實(shí)例系統(tǒng)200的示意圖。系統(tǒng)200可采用電源的形式，例如圖1所示的電源102。系統(tǒng)200包括:第一變壓器202，耦接至開(kāi)關(guān)設(shè)備204 ;以及第二變壓器206，耦接至開(kāi)關(guān)設(shè)備208。第一變壓器202串聯(lián)耦接至第二變壓器206，并且操作開(kāi)關(guān)設(shè)備204和208以控制第一變壓器202和第二變壓器206的操作。系統(tǒng)200還包括將控制信號(hào)提供至開(kāi)關(guān)設(shè)備204和208的PWM控制器210。
[0033]在一個(gè)示例中，第一變壓器202和第二變壓器206中的每一個(gè)包括初級(jí)繞組、芯(core)和次級(jí)繞組。初級(jí)繞組具有第一端和第二端，而次級(jí)繞組也具有第一端和第二端?？梢允褂酶髯缘拈_(kāi)關(guān)設(shè)備204和208來(lái)操作第一變壓器202和第二變壓器206中的每一個(gè)。因此，系統(tǒng)200包括多個(gè)磁性元件，所述多個(gè)磁性元件中的每一個(gè)具有磁芯和初級(jí)線圈。此夕卜，第一變壓器202和第二變壓器206中的每一個(gè)位于各自的開(kāi)關(guān)設(shè)備204和208與輸出電容器220之間，并且可以獨(dú)立地操作(運(yùn)行或關(guān)斷)第一變壓器202和第二變壓器206中的每一個(gè)。
[0034]系統(tǒng)200接收正電壓輸入(Vi+)和負(fù)電壓輸入(V1-X第一變壓器202接收電容器212兩端的電壓，而第二變壓器206接收電容器214兩端的電壓，并且可以被稱為電容電壓(Vcap)0 PWM控制器210接收輸入電壓作為第一變壓器202和第二變壓器206中的每一個(gè)的輸入，該輸入電壓包括正電壓輸入(Vi+)和電容電壓(Veap)。
[0035]系統(tǒng)200還包括與電容器212串聯(lián)耦接的另一個(gè)電容器214和負(fù)電壓輸入(Vj。例如，電容器212和214可以是相同的，并且可具有相同的電容。第一變壓器202耦接至二極管216，而第二變壓器耦接至二極管218，并且第一變壓器202和第二變壓器206的輸出耦接在輸出電容器220的兩端以提供正輸出電壓(V。+)和負(fù)輸出電壓(V?！?。
[0036]PWM控制器210還接收反饋信號(hào)，并基于VMP、Vin和反饋信號(hào)，將信號(hào)輸出至第一變壓器202的開(kāi)關(guān)設(shè)備204 (PWMl)和第二變壓器206的開(kāi)關(guān)設(shè)備208 (PWM2),以控制第一變壓器202和第二變壓器206的操作。反饋信號(hào)可以是來(lái)自系統(tǒng)200的輸出的電壓或電流反饋，并且反饋信號(hào)可以用于設(shè)定開(kāi)關(guān)設(shè)備204和208的整體占空比。
[0037]在系統(tǒng)200的示例操作中，當(dāng)開(kāi)關(guān)設(shè)備204關(guān)閉時(shí)，第一變壓器202的初級(jí)繞組連接至輸入電壓，并且隨著第一變壓器202中的初級(jí)電流和磁通量增加，能量被存儲(chǔ)在第一變壓器202中。在第一變壓器202的次級(jí)繞組中感應(yīng)的電壓為負(fù)，因此，二極管216為反向偏置(即，阻斷的(blocked))。輸出電容器220將任意在輸出電容器220中存儲(chǔ)的能量供應(yīng)至輸出負(fù)載。當(dāng)開(kāi)關(guān)設(shè)備204打開(kāi)時(shí)，初級(jí)電流和磁通量下降，而次級(jí)繞組電壓為正，正向偏置二極管216，并允許電流從第一變壓器202流動(dòng)。來(lái)自第一變壓器202的能量使輸出電容器220再充電并且還供應(yīng)任意負(fù)載。第二變壓器206的操作可以與第一變壓器202類似，并且可以與第一變壓器202并行。
[0038]根據(jù)運(yùn)行和關(guān)斷的系統(tǒng)200中變壓器的數(shù)量在傳輸至轉(zhuǎn)換器的輸出之前，在第一變壓器202和第二變壓器206中存儲(chǔ)能量的操作允許系統(tǒng)200產(chǎn)生多個(gè)電壓輸出。PWM控制器210通過(guò)PWMl和PWM2信號(hào)來(lái)控制第一變壓器202和第二變壓器206中的哪一個(gè)運(yùn)行或關(guān)斷。因此，在一些示例中，當(dāng)電壓輸入低時(shí)，可以控制開(kāi)關(guān)設(shè)備204和208以使(多個(gè))變壓器和(多個(gè))電容器短路(例如，諸如電容器212和214中的一個(gè)短路或兩個(gè)都短路)。
[0039]圖2中的系統(tǒng)200示出作為示例性實(shí)施方式的電源的雙開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)，該雙開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)具有串聯(lián)并且輸出耦合在一起的兩個(gè)磁性元件(即，第一變壓器202和第二變壓器206)。PWM控制器210已連接至輸入電壓、中間電容電壓和反饋信號(hào)，并將控制信號(hào)輸出至每個(gè)磁性元件的開(kāi)關(guān)設(shè)備。PWM控制器210配置為控制第一變壓器202和第二變壓器206的操作，以獲得期望的輸出以及補(bǔ)償電容電壓(Vmp)的電壓不平衡。
[0040]作為另一個(gè)具體示例，PWM控制器210配置為補(bǔ)償電容器組(包括電容器212和214)的電壓不平衡。由于第一變壓器202和第二變壓器206中的每一個(gè)具有獨(dú)立的開(kāi)關(guān)性能，PWM控制器210可以配置為將變壓器分成多個(gè)單元。
[0041]作為一個(gè)示例，電容器212和214可包括在輸入電壓兩端電連接的電容器組。電容器212可給第一變壓器202 (例如，第一變壓器202的初級(jí)線圈)供電，而電容器214可給第二變壓器206 (例如，第二變壓器206的初級(jí)線圈)供電。PWM控制器210配置為控制開(kāi)關(guān)設(shè)備204和208，使得在正常操作下開(kāi)關(guān)設(shè)備204和208都同時(shí)導(dǎo)通。在檢測(cè)到不平衡的示例中，PWM控制器210可控制開(kāi)關(guān)設(shè)備204和208中的一個(gè)更長(zhǎng)地保持導(dǎo)通，以補(bǔ)償在電容器輸出電壓的一個(gè)中的不平衡。
[0042]在一個(gè)示例中，PWM控制器210可以配置為通過(guò)比較電壓來(lái)確定包括電容器212和214的電容器組中存在的任意電壓不平衡。在PWM控制器210包括數(shù)字處理器的示例中，處理器可以配置為接收輸入電壓和Vcap并執(zhí)行比較。在PWM控制器210采用模擬電路的形式的示例中，PWM控制器210可以配置為參照?qǐng)D5的以下描述。
[0043]圖3是圖2中的PWM控制器200的示例輸出的點(diǎn)列圖。該圖示出在第一時(shí)段內(nèi)，提供PWMl和PWM2中的每一個(gè)的第一正脈沖輸出，表示第一變壓器202和第二變壓器206的操作在正常操作下一致。在第二時(shí)段，第二脈沖顯示PWM2信號(hào)在高位保持更長(zhǎng)時(shí)間段，導(dǎo)致在第二時(shí)段期間第二變壓器206比第一變壓器202保持導(dǎo)通更長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間。因此，在第二時(shí)段期間，通過(guò)保持第二變壓器206導(dǎo)通更長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間，可以校正在Vcap的電壓不平衡，以使電容器214放電更長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間，以及補(bǔ)償Vcap的任意偏離(drift)。因此，在第二時(shí)段期間，當(dāng)PWM控制器210感測(cè)Veap高于中心的閾值時(shí)執(zhí)行電壓共享，并且開(kāi)關(guān)設(shè)備208比開(kāi)關(guān)設(shè)備204更長(zhǎng)地保持在接通狀態(tài)以去除能量并使Veap電壓回到中心位置。在一些示例中，系統(tǒng)200以這種方式的操作對(duì)于電容器212和214幾乎沒(méi)有波動(dòng)量。例如，電壓共享可配置輸出電壓寬度或比率，或者在輸出電壓的寬度上的差異。
[0044]PWM控制器210可以配置為檢測(cè)Veap的電壓不平衡，例如，可以基于Veap處于電壓范圍以外來(lái)確定電壓不平衡。例如，該范圍可以是實(shí)質(zhì)上在正電壓輸入(Vi+)與負(fù)電壓輸入(V)之間的中心的電壓處(或附近)的范圍。
[0045]圖4是用于供電的另一個(gè)不例系統(tǒng)400的不意圖。系統(tǒng)400包括多個(gè)變壓器402a-n,每個(gè)耦接至各自的開(kāi)關(guān)設(shè)備404a_n，并且每個(gè)串聯(lián)耦接且具有耦接在一起的輸出。系統(tǒng)400包括PWM控制器406，該P(yáng)WM控制器406將PWM信號(hào)提供至開(kāi)關(guān)設(shè)備404a_n中的每一個(gè)以控制多個(gè)變壓器402a_n的操作。多個(gè)變壓器402a_n中的每一個(gè)接收正電壓輸入(Vi+)和負(fù)電壓輸入(U。用于第二、第三等變壓器(即，變壓器402b-n)的輸入電壓在各自的輸入電容器408a-n的兩端。多個(gè)變壓器402a_n中的每一個(gè)稱接至各自的二極管410a_n,并在輸出電容器412的兩端提供系統(tǒng)400的輸出。
[0046]系統(tǒng)400以與圖2中的系統(tǒng)200類似的方式進(jìn)行操作。系統(tǒng)400可以配置為多路開(kāi)關(guān)電源，其中可以串聯(lián)設(shè)置任意數(shù)量的磁性元件和開(kāi)關(guān)以獲得期望的輸入電壓比。例如，PWM控制器406可以擴(kuò)展為包括系統(tǒng)400中所有電壓共享節(jié)點(diǎn)的輸入，并且可以基于在共享輸入的電壓之中檢測(cè)到的任意電壓不平衡來(lái)提供所有開(kāi)關(guān)404a-n的輸出。作為一個(gè)示例，例如，PWM控制器406可以控制多個(gè)變壓器402a-n的操作以使任意的輸入電容器408a_n消耗能量來(lái)補(bǔ)償在任意檢測(cè)到的電容器408a-n兩端電壓的不平衡，例如可以基于輸入電容器兩端的電壓升高到高于閾值。
[0047]系統(tǒng)400可以配置為基于給定的輸入電壓來(lái)操作以分流一部分(section)(或者關(guān)斷一個(gè)或多個(gè)變壓器)。例如，對(duì)于較低的輸入電壓或者輸入電壓下降，可以利用較少的變壓器。
[0048]圖5是示例PWM控制器電路500的示意圖。電路500包括耦接至第一控制模塊504的電壓共享模塊502和耦接至第二控制模塊508的占空比生成模塊506。第一控制模塊504和第二控制模塊508各自輸出至PWM/電平移位/開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路510。驅(qū)動(dòng)電路510從主時(shí)鐘512接收時(shí)鐘信號(hào)并輸出PWMl和PWM2信號(hào)。例如，電路500可以在圖2的系統(tǒng)200中用作PWM控制器210或者在圖4的系統(tǒng)400中用作PWM控制器406。例如，電路500可以是實(shí)現(xiàn)模擬控制電路(反之，使用數(shù)字處理器)的示例。
[0049]電壓共享模塊502包括接收電容電壓和中心電壓的第一運(yùn)算放大器514。如圖2所示，電容電壓可以是來(lái)自Vmp節(jié)點(diǎn)的電壓，而中心電壓可以來(lái)自于位于圖2中的系統(tǒng)200的輸入電壓上的電阻分壓器(resistive divider)。運(yùn)算放大器514配置有作為電壓輸入示出的負(fù)反饋信號(hào)。例如，電壓共享模塊502配置為產(chǎn)生表示是否電容電壓高于或低于中心電壓的信號(hào)。
[0050]占空比生成模塊506包括接收參考信號(hào)(例如，選擇期望的輸出電壓的內(nèi)部或外部參考電壓)以及反饋信號(hào)的第一運(yùn)算放大器516，所述反饋信號(hào)可以是圖2所示的反饋信號(hào)。占空比生成模塊506配置為產(chǎn)生表示是否反饋信號(hào)高于或低于參考信號(hào)的信號(hào)，因此，表不輸出電壓是否正確。第一控制模塊504包括配置有反饋的運(yùn)算放大器518,并且第一控制模塊504配置為以正求和將占空比模塊506和電壓共享模塊502的輸出結(jié)合以控制第一開(kāi)關(guān)并輸出SI控制信號(hào)。第二控制模塊508包括配置有反饋的運(yùn)算放大器520，并且第二控制模塊508配置為以相減將占空比模塊506和電壓共享模塊502的輸出結(jié)合以控制第二開(kāi)關(guān)并輸出S2控制信號(hào)。
[0051]例如，驅(qū)動(dòng)電路510可以配置為接收SI控制信號(hào)和S2控制信號(hào)，并將脈沖寬度調(diào)制輸出信號(hào)(PWM1和PWM2)提供至如圖2所示的第一變壓器和第二變壓器的開(kāi)關(guān)設(shè)備中的每一個(gè)。電路500可將輸入模擬信號(hào)變?yōu)橐呀?jīng)轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)變壓器的開(kāi)關(guān)設(shè)備的PWM信號(hào)。
[0052]在一個(gè)示例中，PWM信號(hào)直接控制變壓器的操作以校正在電容電壓中確定的任意不平衡。例如，為了校正不平衡，可以從主電源斷開(kāi)電容器以產(chǎn)生在范圍內(nèi)的電容器兩端的電壓。
[0053]作為一個(gè)示例，如果輸出電壓增加太高且電容電壓也變高，電壓共享模塊502會(huì)產(chǎn)生比以前的輸出更低的信號(hào)，并且占空比模塊506也會(huì)產(chǎn)生比以前的輸出更低的信號(hào)。第一控制模塊504會(huì)接收兩個(gè)較低的信號(hào)并將這兩個(gè)較低的信號(hào)一起加入以獲得第一開(kāi)關(guān)的較低的控制電壓，該較低的控制電壓轉(zhuǎn)化成第一開(kāi)關(guān)接通較短時(shí)間量。第二控制模塊508會(huì)接收低電壓共享信號(hào)，但是會(huì)由于低信號(hào)施加到負(fù)輸入而產(chǎn)生更高的輸出。在第二控制模塊508內(nèi)，占空比模塊506的輸出被施加到正輸入，因此，可導(dǎo)致比以前更高或更低的信號(hào)。然而，信號(hào)會(huì)高于將會(huì)導(dǎo)致第二開(kāi)關(guān)比第一開(kāi)關(guān)接通更長(zhǎng)的SI信號(hào)，因此能夠校正電壓不平衡。
[0054]圖6是補(bǔ)償電源內(nèi)電壓不平衡的示例方法600的流程圖。例如，圖6所示的方法600顯示了可以被圖2中的系統(tǒng)200、圖4中的系統(tǒng)400、圖5中的電路500或者任一上述系統(tǒng)200、系統(tǒng)400和電路500的組件使用的方法的實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)于本文公開(kāi)的這一和其他處理及方法，流程圖示出本實(shí)施例的一種可能實(shí)施方式的功能和運(yùn)行。就此而言，每個(gè)方框可以表示包括可以由處理器或計(jì)算設(shè)備執(zhí)行以實(shí)施該處理中的特定邏輯功能或步驟的一個(gè)或多個(gè)指令的程序代碼的模塊、片段或一部分。該程序代碼可以存儲(chǔ)在任意類型的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，例如，包括磁盤或硬盤驅(qū)動(dòng)器的存儲(chǔ)介質(zhì)。該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，例如，用來(lái)將數(shù)據(jù)短時(shí)間存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，比如寄存器存儲(chǔ)器、處理器高速緩存和隨機(jī)讀取存儲(chǔ)器(RAM)。該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)還可以包括非瞬態(tài)介質(zhì)，例如輔助性或永久性存儲(chǔ)器，比如，只讀存儲(chǔ)器(RAM)、光盤或磁盤或者緊湊型只讀存儲(chǔ)器(CD-ROM)。該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)還可以是任何其他易失性或非易失性存儲(chǔ)系統(tǒng)，或者其他制品。例如，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以被認(rèn)為是計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)或者有形的存儲(chǔ)設(shè)備。
[0055]此外，對(duì)于本文公開(kāi)的方法600和其他處理和方法，每個(gè)方框可以表示通過(guò)有線方式連接以執(zhí)行處理中的特定邏輯功能的電路。在本公開(kāi)內(nèi)容的示例實(shí)施例的范圍內(nèi)也包括可替代的實(shí)施例方式，在可替代實(shí)施例方式中，可以以與所示出的或討論的順序不同的順序來(lái)執(zhí)行功能，如同本領(lǐng)域技術(shù)人員合理理解的那樣，這些不同的順序依賴于所涉及的功能而包括基本上同時(shí)或者相反的順序。
[0056]在方框602,方法600包括將第一輸入電壓提供至第一變壓器。在方框604,方法600包括將電容電壓作為第二輸入電壓提供至與第一變壓器串聯(lián)耦接的第二變壓器。第二變壓器配置為具有與第一變壓器的輸出耦接在一起的輸出，以及電容電壓包括電容器兩端的第一輸入電壓。
[0057]在方框606,方法600包括基于第一輸入電壓、第二輸入電壓和包括一系列變壓器的輸出的反饋信號(hào)，控制第一變壓器和第二變壓器的開(kāi)關(guān)設(shè)備以控制第一變壓器和第二變壓器的操作，從而補(bǔ)償電容電壓的電壓不平衡。
[0058]在示例中，可以根據(jù)圖6的方法600中所述的功能來(lái)操作圖2中的系統(tǒng)200和圖4中的系統(tǒng)400中的任一個(gè)。
[0059]應(yīng)當(dāng)理解，本文描述的布置只是用于示例性目的。因而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可替代地，也可以使用其他的布置和其他元素(例如，機(jī)器、接口、功能、順序和功能集合組等)，而且一些元素可以基于期望的結(jié)果而被整體省略。進(jìn)一步而言，描述的這些要素中的許多要素都是可以被實(shí)施為離散的或分布式部件或者以任意合適的組合和位置與其他部件聯(lián)合實(shí)施的功能性實(shí)體。
[0060]盡管本文已經(jīng)公開(kāi)了各種方案和實(shí)施例，然而其他方案和實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言也是明顯的。本文公開(kāi)的各種方案和實(shí)施例只是用于示意性目的，并不是旨在構(gòu)成限制，實(shí)際的范圍應(yīng)當(dāng)由以下的權(quán)利要求以及賦予該權(quán)利要求的范圍的等同的全部范圍來(lái)確定。還應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述特定實(shí)施例的目的，不是旨在構(gòu)成限制。
【權(quán)利要求】
1.一種設(shè)備,其特征在于,包括: 多個(gè)變壓器，串聯(lián)耦接，并且各自的輸出耦接在一起，其中所述多個(gè)變壓器配置為接收電容電壓作為輸入電壓；以及 控制模塊，配置為接收所述輸入電壓和反饋信號(hào)，所述輸入電壓作為所述多個(gè)變壓器中的每一個(gè)的輸入，所述反饋信號(hào)包括一系列變壓器的輸出，其中所述控制模塊配置為控制所述多個(gè)變壓器中的每一個(gè)的開(kāi)關(guān)設(shè)備以控制所述多個(gè)變壓器的操作，從而獲得期望的輸出電壓以及補(bǔ)償所述電容電壓的電壓不平衡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述控制模塊配置為控制所述多個(gè)變壓器的操作，以使所述電容電壓大約在正電壓輸入與負(fù)電壓輸入之間的中心。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，基于增加到高于閾值的電容電壓，所述控制模塊配置為控制所述多個(gè)變壓器的操作以使所述電容器消耗能量，從而補(bǔ)償所述電容電壓的所述電壓不平衡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述控制模塊為數(shù)字處理器，配置為執(zhí)行控制所述多個(gè)變壓器中的每一個(gè)的開(kāi)關(guān)設(shè)備的功能以控制所述多個(gè)變壓器的操作，從而補(bǔ)償所述電容電壓的所述 電壓不平衡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述控制模塊包括: 占空比生成模塊，配置為接收表示所述多個(gè)變壓器的期望輸出電壓的參考信號(hào)和所述反饋信號(hào)，其中所述占空比生成模塊配置為輸出占空比信號(hào)以控制所述多個(gè)變壓器中的每一個(gè)的所述開(kāi)關(guān)設(shè)備；以及 電壓共享模塊，配置為接收所述電容電壓和中心電壓，所述中心電壓基于大約在正電壓輸入與負(fù)電壓輸入之間的中心的電壓，其中所述電壓共享模塊配置為提供表示識(shí)別所述電容電壓的所述電壓不平衡的輸出， 其中所述控制模塊配置為接收所述占空比信號(hào)和來(lái)自所述電壓共享模塊的輸出，并提供脈沖寬度調(diào)制信號(hào)以驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)變壓器中的每一個(gè)的所述開(kāi)關(guān)設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述控制模塊配置為將脈沖寬度調(diào)制輸出信號(hào)提供至所述多個(gè)變壓器中每一個(gè)的所述開(kāi)關(guān)設(shè)備中的每一個(gè)，以控制所述多個(gè)變壓器的操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述多個(gè)變壓器配置為接收正輸入電壓和負(fù)輸入電壓，并且其中所述控制模塊配置為控制所述多個(gè)變壓器中的每一個(gè)的開(kāi)關(guān)設(shè)備，以使所述電容電壓大約在所述正輸入電壓與所述負(fù)輸入電壓之間的中心。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述多個(gè)變壓器包括第一變壓器和第二變壓器，并且其中基于存在所述電壓不平衡，所述控制模塊配置為使所述第一變壓器和所述第二變壓器之一繼續(xù)保持運(yùn)行以補(bǔ)償偏離。
9.一種設(shè)備,其特征在于,包括: 第一變壓器，配置為接收第一輸入電壓； 第二變壓器，與所述第一變壓器串聯(lián)耦接且具有與所述第一變壓器的輸出耦接在一起的輸出，其中所述第二變壓器配置為接收電容電壓作為第二輸入電壓，其中所述電容電壓包括電容器兩端的所述第一輸入電壓；以及 控制模塊，配置為接收所述第一輸入電壓、所述第二輸入電壓和包括一系列變壓器的輸出的反饋信號(hào)，其中所述控制模塊配置為控制所述第一變壓器和所述第二變壓器的開(kāi)關(guān)設(shè)備以控制所述第一變壓器和所述第二變壓器的操作，從而獲得期望的輸出電壓以及補(bǔ)償所述電容電壓的電壓不平衡。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述控制模塊配置為控制所述第一變壓器和所述第二變壓器的操作，以使所述電容電壓大約在正電壓輸入與負(fù)電壓輸入之間的中心。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述控制模塊為數(shù)字處理器，配置為執(zhí)行控制所述第一變壓器和所述第二變壓器的開(kāi)關(guān)設(shè)備的功能以控制所述第一變壓器和所述第二變壓器的操作，從而補(bǔ)償所述電容電壓的所述電壓不平衡。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述控制模塊包括: 占空比生成模塊，配置為接收表示所述第一變壓器和所述第二變壓器的期望的輸出電壓的參考信號(hào)和所述反饋信號(hào)，其中所述占空比生成模塊配置為輸出占空比信號(hào)以控制所述第一變壓器和所述第二變壓器的所述開(kāi)關(guān)設(shè)備。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述控制模塊還包括: 電壓共享模塊，配置為接收所述電容電壓和中心電壓，所述中心電壓基于大約在正電壓輸入與負(fù)電壓輸入之間的中心的電壓，其中所述電壓共享模塊配置為提供表示識(shí)別所述電容電壓的所述電壓不平衡的輸出， 其中所述控制模塊配置為所述占空比信號(hào)和來(lái)自所述電壓共享模塊接收的輸出，并提供脈沖寬度調(diào)制信號(hào) 以驅(qū)動(dòng)所述第一變壓器和所述第二變壓器的所述開(kāi)關(guān)設(shè)備。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述控制模塊配置為將脈沖寬度調(diào)制輸出信號(hào)提供至所述第一變壓器和所述第二變壓器的所述開(kāi)關(guān)設(shè)備中的每一個(gè)，以控制所述第一變壓器和所述第二變壓器的操作。
【文檔編號(hào)】H02M3/28GK203775033SQ201420104133
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月13日
【發(fā)明者】馬修·阿瑟·史考特, 格倫·愛(ài)德華·威爾森 申請(qǐng)人:阿斯科動(dòng)力科技公司